이 연구는 초기 포유류 전구체에서 고막과 유사한 기능이 이미 존재했을 수 있음을 보여 준다. 연구진은 Museum of Paleontology(University of California, Berkeley)에 소장된 잘 알려진 Thrinaxodon 표본을 시카고대학교의 PaleoCT Laboratory에서 스캔해 두개골과 턱뼈의 정확한 치수를 얻었습니다. 그런 다음 Strand7 소프트웨어를 이용해 유한요소해석(finite element analysis)을 수행했습니다.
모델에는 뼈 두께와 밀도, 유연성과 같은 물성치를 반영했고, 다양한 음압과 주파수를 적용해 해부학적 구조의 진동 반응을 살펴보았습니다. 그 결과 턱의 굴곡에 있는 막이 귀뼈를 움직여 청신경을 자극할 만큼의 진동을 만들어냈습니다. 모델은 고막에 의한 청취가 골전도나 이른바 '턱으로 듣기'만으로 듣던 방식보다 더 효율적이었을 가능성을 시사합니다.
연구는 또한 Thrinaxodon과 다른 초기 시노돈트류가 특수화된 치아, 입천장과 횡격막의 변화, 그리고 아마도 온혈성과 털 같은 중간형 특징을 보였다고 설명합니다. 귀뼈가 원래 턱에 붙어 있다가 이후 분리되어 독립된 중이를 형성했다는 점도 재확인됩니다.
턱 막 가설은 50년 전 Edgar Allin이 제기했으나 현대적 영상기법과 계산 방법 없이는 검증하기 어려웠습니다. 이 연구는 PNAS에 실렸고 시카고대학교, National Institutes of Health, National Science Foundation의 지원을 받았습니다.
어려운 단어·표현
- 전구체 — 어떤 구조가 되기 전의 앞단계 조직전구체에서
- 유한요소해석 — 복잡한 구조의 응력과 변형을 계산하는 방법유한요소해석(finite element analysis)을
- 물성치 — 재료의 두께나 밀도 같은 성질물성치를
- 골전도 — 뼈를 통해 소리를 전달하여 듣는 방식골전도나
- 중이 — 고막과 귀뼈가 있는 귀의 가운데 부분중이를
- 시노돈트류 — 초기 포유류와 관련된 고생물 그룹 이름시노돈트류가
- 턱 막 가설 — 턱의 막이 청각에 관여했다는 가정턱 막 가설은
- 고막 — 소리를 진동으로 바꾸는 귀의 얇은 막고막과
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토론 질문
- 이 연구 결과가 초기 포유류의 진화 과정에 어떤 의미가 있을지 본인의 의견을 말해 보세요.
- 현대적 영상기법과 계산 방법이 턱 막 가설 검증에 왜 중요했는지 이유를 설명해 보세요.
- 고막에 의한 청취가 더 효율적이었다는 결론이 초기 동물의 행동이나 생활 방식에 어떤 영향을 주었을지 상상해 보세요.
